| 研究概要 |
本研究は,離散ホイヘンス(TLM)モデルにおける逆伝搬アルゴリズムを地下探査に応用し,地盤内部を直接可視化する手法を確立する事を目的とするものであった。
解析領域の全側面において求められた散乱インパルスを時間反転させて同じ側面より入射する事により波動伝搬過程を遡ることができ,逆伝搬アルゴリズムが容易に実現できることを示した。地盤内の可視化アルゴリズムは,地盤内に不均一性が存在する場合,均一な地盤を想定した波動伝搬シミュレーションにおける音波データとは差が生じ,この差が逆伝搬過程における地盤内部の音圧分布の差につながり,結果として地盤内部が可視化出来るものである。しかし地下探査においてデータを取得できる場所は,地表面及び対象空間の側方に掘ったボアホール内のみに限定されているため,シミュレーションにおいて可視化のために利用するデータを地表とボアホールに沿って設けた測定点に限定した。その結果,地表で観測したデータのみの場合でも,地中に埋没している物体の上部は再構成できることが分かった。ボアホールにおけるデータを負荷した場合には,物体の境界面をほぼ完全に可視化することが出来た。
また,弾性波のTLMモデルについて逆伝搬アルゴリズムを検討した。TLM要素における枝番号付けを適切に行うことにより,弾性波に関してもスカラー波と同様に逆伝搬の散乱マトリクスを順伝搬のマトリクスと一致させることができることを示した。
これらの検討は全て2次元の数値シミュレーションにより行った。3次元モデルへの拡張と実験的な検証が今後の課題として残った。
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